拜氏梭菌RZF-1108產(chǎn)氫性能及其產(chǎn)氫代謝特性研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：X172學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：606密級(jí)：公開理學(xué)碩士學(xué)位論文理學(xué)碩士學(xué)位論文拜氏梭菌RZF1108產(chǎn)氫性能及其產(chǎn)氫代謝特性研究碩士研究生：付娜導(dǎo)師：任南琪教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)碩士學(xué)科：微生物學(xué)所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2010年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文摘要發(fā)酵法生物制氫技術(shù)可利用有機(jī)廢水或生物質(zhì)為底物產(chǎn)生氫氣，具有環(huán)境保護(hù)和能源生產(chǎn)的雙重功效，是近年來環(huán)境和能

2、源領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。提高產(chǎn)氫效率和降低生產(chǎn)成本是發(fā)酵法生物制氫技術(shù)規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵問題。產(chǎn)氫細(xì)菌是發(fā)酵法生物制氫技術(shù)中的重要組成部分之一，分離篩選高效產(chǎn)氫細(xì)菌，進(jìn)行產(chǎn)氫條件優(yōu)化及其功能基因表達(dá)分析，對(duì)了解產(chǎn)氫細(xì)菌的生理生態(tài)學(xué)特性，提高產(chǎn)氫速率和底物轉(zhuǎn)化率，及其遺傳改造具有重要意義。利用Hungate厭氧培養(yǎng)技術(shù)，從運(yùn)行狀態(tài)良好的丁酸型生物制氫反應(yīng)系統(tǒng)中分離篩選一株具有較高產(chǎn)氫性能的菌株（命名RZF1108）。比較測(cè)序分析表明該產(chǎn)氫菌株與

3、ClostridiumbeijerinckiiNCIMB8052的16SrRNA基因相似性為99%，基于生理生化、形態(tài)學(xué)和系統(tǒng)進(jìn)化分析，菌株RZF1108被鑒定為Clostridiumbeijerinckii。通過間歇產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了C.beijerinckiiRZF1108的培養(yǎng)條件。最適接菌量為8%；pH7.0；葡萄糖濃度為10gl；Mg2（MgCl26H2O）濃度0.1gl；Fe2（FeSO47H2O）濃度為0.2gl；在優(yōu)化培養(yǎng)條

4、件下獲得了平均產(chǎn)氫速率為84.1mlH2gdrycellh，最大比產(chǎn)氫速率為1.96molH2mol葡萄糖?？疾炝说鞍纂?、牛肉膏、和酵母粉三種單氮源和相互組合對(duì)菌種RZF1108產(chǎn)氫的影響。研究表明，不同氮源濃度對(duì)產(chǎn)氫性能的影響很大，4g蛋白胨，4gl牛肉膏和3gl酵母粉分別是最優(yōu)的濃度條件，其中3gl酵母粉的比產(chǎn)氫速率最大，為1.76molHl2mol葡萄糖。在相同濃度時(shí)混合氮源的產(chǎn)氫能力優(yōu)于單氮源條件，最佳混合氮源是3gl酵母粉和2

5、gl牛肉膏，最大比產(chǎn)氫速率1.85molH2mol葡萄糖，產(chǎn)氫速率74molH2gDCW?h。利用qRTPCR技術(shù)定量分析了不同氮源條件對(duì)氫化酶基因表達(dá)的影響，證實(shí)了不同氮源濃度和氮源類型影響RZF1108氫化酶基因的表達(dá)。在酵母粉3gl，牛肉膏2gl時(shí)，氫化酶基因的表達(dá)量最高，為81010，是蛋白胨3gl，牛肉膏2gl時(shí)氫化酶基因表達(dá)量的3倍左右。氫化酶基因的表達(dá)量與產(chǎn)氫量呈正相關(guān)性，高表達(dá)的氫化酶基因量是高效產(chǎn)氫的直接原因。關(guān)鍵詞：